Název školy Integrovaná střední škola technická, Vysoké Mýto, Mládežnická 380

Číslo a název projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0374Inovace vzdělávacích metod EU - OP VK

Číslo a název klíčové aktivity III/2 inovace a zkvalitnění výuky pomocí ITC

Autor Ing. Milan Solil

Číslo materiálu VY_32_INOVACE_ATM_3S_SL_10_01

Název Počátky a historický vývoj automatizace

Druh učebního materiálu Prezentace PowerPoint

Předmět Automatizace

Ročník Třetí

Tematický celek Vývoj a základy automatizace

Anotace Počátky vzniku a historie automatizace

Metodický pokyn Prezentace pomocí PC, 45 minut

Klíčová slova Automat, umělé zázraky, starověké hračky, hodinové stroje, regulátor

Očekávaný výstup Seznámit žáky s historií a vývojem oboru

Datum vytvoření 7. 9. 2012

VÝVOJ A ZÁKLADY AUTOMATIZACE

01. Počátky a historický vývoj automatizace

Historické ohlédnutí

• Slovo automat je řeckého původu (autómatos = sám o sobě jednající).

• Už od starověku si lidé uvědomili, že schopnost člověka samostatně tvůrčím způsobem jednat a řídit mnohé děje reálného světa je v přírodě mimořádným jevem. Proto se obdivovali všemu, co se jim podařilo uměle vytvořit, a mělo podobné automatické vlastnosti.

Historické ohlédnutí

• Ve starověku, ba i později ve středověku, byly takové výtvory považovány za kouzla a zázraky. Právě proto, že vše automatické bylo obestřeno rouškou tajemství a kouzel, lidé si neuvědomovali skutečnost, že kolem sebe vidí různé běžně používané mechanizmy, které přitom také vykazovaly automatické chování.

Starověké umělé zázraky• Ve slavném městě Alexandrii již 200 let př.n.l. žasli lidé

nad tajemným úkazem: veliká, těžká, bronzová vrata chrámu se sama otevírala, kovoví ptáci zpívali a kovové sochy postřikovaly věřící posvátnou vodou. Přitom všechny tyto zázraky způsobovalo důmyslné využití

• páry a teplého vzduchu v zařízení, které zkonstruoval alexandrijský učenec Hérón. Princip dovedně ukrytého automatického mechanizmu otevírání a zavírání chrámových dveří ukazuje

Starověké umělé zázraky

• Silně hořící posvátný oheň na začátku obřadu za zpěvu kněží ohříval vzduch, který se rozpínal a vytlačoval vodu z báně do velikého okovu. Váha okovu posléze převážila váhu protizávaží, takže klesající okov přes systém řetězů a kladek samočinně otevřel chrámová vrata

• Po obřadu, když oheň vyhasl a ochlazený vzduch podtlakem vysál vodu z vědra do báně, síla proti závaží chrámová vrata uzavřela. Hérón tak poprvé využil princip teplovzdušného motoru

• Svá zařízení popsal Hérón v knize „Pneumatika", která se zachovala až do dnešní doby.

Automatické otevírání chrámových dveří v Alexandrii

Starověké umělé zázraky

Regulace dávkování zrní mezi mlýnské kameny v závislosti na jejich otáčkách, které již od starodávna používali mlynáři na

vodních a větrných mlýnech jednoduché zařízení.

Starověké umělé zázraky

• Bylo-li množství zrní, dodávané na mlýnské kameny, příliš veliké, otáčky klesaly. Hranol podávacího zařízení pak dodával na mlýnské kameny méně zrní, takže otáčky naopak stoupaly. Zařízení se vyskytovalo i v jiné modifikaci, kterému se ve mlýnech říkalo samotřas.

• K hřídeli mlýnského kamene se připevnila objímka tak, že se při otáčení dotýkala svým okrajem dřevěného žlabu, po němž padalo zrno na mlýnské kameny. Čím rychleji se hřídel otáčel, tím častěji objímka narážela na žlab, otřásala jím a tím více zrna z něho padalo mezi mlýnské kameny a naopak

Starověké umělé zázraky

Středověké hračky• Ve středověku se staly obdivovanými automaty hlavně mechanické

hračky. Hodinový stroj by I ve středověku představitelem vrcholné

řemeslnické zručnosti, mechanické dovednosti a složitosti, který

obsahoval řadu důmyslných regulátorů, jestliže měl ukazovat přesný

čas po dobu své životnosti. Složité orloje, jež mistři dokázali

navrhnout a realizovat zařízení, která nejen že ukazovala přesný čas,

ale ukazovala i kalendářní data, postavení planet na obloze a

prováděla řadu dalších pozoruhodných úkonů.

Staroměstský orloj mistra Jana Hanuše z Růže okolo roku 1490.

http://www.lhainz.cz/staromestsky-orloj/

Středověké hračky

Zvonkohra v Loretě na Hradčanech od mistra Neumanna z roku 1695

Středověké hračky

• Pražský hodinář Petr Neumann sestavil zvonkohru a napojil na hodinový stroj věže

- vytvořil zde mechanismus na principu kovového válce s kolíky pro nastavení různých melodií (tzv. „pantomúsos“).

- zároveň lze zvonky ovládat pomocí klaviatury o rozsahu 2 a

1/2 oktávy, na niž se dodnes hrají o církevních svátcích různé skladby.

• Pražská zvonkohra tak patří k technicky velmi vyspělým mechanismům, podobné hry se dochovaly např.

v Amsterodamu, Delftu, Bruggách a Berlíně.www.loreta.cz

Středověké hračky

Chlapec-písař pocházející z dílny otec a syn Drozové (Piere a Henri Jacquet-Droz) kolem roku 1700

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=u8u93VQfHmw

Středověké hračky

Novověk - nástup automatů do služeb člověka

• Potřeby a požadavky kapitalismu obrátily pozornost vědců, vynálezců a konstruktérů k řešení automatů, které umožňovaly zvýšit produktivitu lidské práce.

Klasickým příkladem, jak automatizace pomohla zásadním způsobem zvýšit možnosti parního stroje, je vynález odstředivého regulátoru otáček, který na

parním stroji uplatnil anglický mechanik James Watt kolem roku 1775 a ukázal význam automatizace ovládání a automatické regulace.

Novověk

Děrný štítek tkalcovského stavu

Novověk

• Jacquardův tkalcovský stav ukázal na význam programového řízení u výrobních strojů. Joseph Jacquard se rozhodl řídit tkaní a tvorbu vzoru látky v tkalcovském stroji kolem roku 1800 pásem, složeným z jednotlivých článků tuhého kartónu.

• Tyto články byly opatřeny otvory a procházely čtecím zařízením, skládajícím se z řady hmatadel, jenž ovládaly páky, řídící rozdělení vláken různých barev tkalcovského stavu a další potřebné funkce.

• Tento "program" bylo možno přitom poměrně jednoduše vyměnit za jiný, také relativně snadno zhotovitelný.

Novověk

• Za konstrukci tohoto programovatelného tkalcovského stavu mu bylo uděleno členství ve francouzské Akademii des Sciences.

• Kartonové články pásu byly předzvěstí děrného štítku a později i děrné pásky.

• Děrné štítky a děrná páska sloužily na počátku 20.století k mechanizaci kancelářských prací a později v sedmdesátých letech jako prostředek pro vstup programů a dat do počítačů druhé a třetí generace, ba i jako vstup programů do numericky řízených obráběcích stroj

Novověk

Automatizace - jako sociální problém

• První průmyslová revoluce představovala velký

technologický a sociálně-ekonomický převrat, vyvolaný a

charakterizovaný hromadným zaváděním strojů do

výroby.

• Rukodělná práce, která byla typická pro manufaktury,

byla nahrazována prací stále se zdokonalujících strojů,

které dokázaly vyrobit několikanásobně větší množství

výrobků ve srovnání s řemeslnou rukodělnou výrobou.

• Tento proces se však neobešel bez sociálních dopadů.

Modernizace továren připravovala dělníky o pracovní

příležitosti a tím i o mzdu, potřebnou k obživě.

• Zatímco ve středověku se automatickým hračkám

obdivovala nejen šlechta, ale i prostý lid, novodobé

automaty byly rozbíjeny dělníky, kteří v nich mylně

viděli příčinu své bídy.

Automatizace - jako sociální problém

• Mnozí přemýšliví lidé si povšimli, že automatizace, zaváděná jen s cílem dosažení maximálních zisků úzké vrstvě kapitalistů, přináší nejen sociální problémy, ale představuje i další nebezpečí, které vyplývá ze stálého zvyšování dokonalosti a umělé inteligence automatů.

• Přitom na samém vrcholu dokonalosti stála výroba umělé automatické bytosti, mající schopnosti a intelekt člověka.

Automatizace - jako sociální problém

• Použitá literatura:

• http://black-hole.cz/cental/informatika/

• Zdenek Diviš, Zdenka Chmelíková, Jaroslav Zdrálek: Logické obvody,

VŠB – Technická univerzita Ostrava 2000

Automatizace - jako sociální problém